كتب cracks and cracks

تعتبر الشروخ من أهم أنواع العيوب التي تعاني منها المباني الخرسانية وأكثرها انتشارًا وتسببًا في حدوث الانهيارات والكوارث وذلك على الرغم من التطور الحاصل في مجال البناء والاهتمام بجودة التصميم وحسن التنفيذ. إن الطريقة التي يتم بها تشخيص الشروخ في المباني الخاضعة للتصدعات على المستوى المحلي قد لا يكون دقيق بالقدر الكافي فهي تتم وفقا لنهج تقليدي يعتمد في أغلب الأحيان على التخمين والتقدير الشخصي للأسباب الظاهرية دون النظر والاهتمام الكافي بمسببات تلك الشروخ. ويترتب على ذلك في العديد من الأحيان تشخيص خاطئ للأسباب وينعكس ذلك حتما على أي وسيلة لمعالجة الشروخ.

تصنيف الشروخ

شروخ غير إنشائية (لأسباب غير إنشائية) ونميز منها: 1. شروخ الانكماش الحراري: يتولد أثناء عملية التصلب المبكرة حرارة ناتجة من التفاعل الكيميائي بين الماء والاسمنت. وغالباً ما تعالج العناصر المسبقة الصنع بالبخار steam curing وهذه المعالجة الحرارية تولد كمية كبيرة من الحرارة خلال الخرسانة. وعند ما تبرد الخرسانة وتنكمش تبدأ الاجتهادات الحرارية في الظهور والنمو خاصة إذا كان التبريد غير منتظم خلال العنصر، وقد يحدث اجتهاد الشد الحراري شروخاً دقيقة جداً يقدر أن يكون لها أهمية إنشائياً. ولكن ذلك يوجد أسطحاً ضعيفة داخل الخرسانة، كما أن انكماش الجفاف العادي يؤدي إلى توسيع هذه الشروخ بعد ربط العناصر مسبقة الصنع.

2. شروخ الانكماش اللدن تحدث نتيجة التبخر السريع للماء من سطح الخرسانة وهي لدنه أثناء تصلدها، وهذا التبخر السريع يتوقف على عوامل كثيرة أهمها درجة الحرارة وسرعة الشمس المباشرة تجعل معدل التبخر أعلى من معدل طفو الماء على سطح الخرسانة. تكون شروخ الانكماش اللدن عادة قصيرة وسطحية وتظهر في اتجاهين عكسيين في آن واحد، وفي حالة عناصر المنشآت سابقة الصب التي تصنع في أماكن مغلقة وتعالج جيداً فلا يخشى من خطورة شروخ الانكماش اللدن لصغرها.

3.شروخ انكماش الجفاف drying shrinkage cracking يحدث هذا النوع من الشروخ عندما تقابل العناصر القصيرة ذات التسليح القليل حواجز تعيقها (كما في حالة اتصال كورنيشية ذات سماكة صغيرة ببلاطة شرفة ذات سماكة كبيرة). في الكمرات مسبقة الصنع فإن خرسانة الأطراف المفصلية تصب في مجاري من وصلات متصلدة مسبقة الصنع (كقالب). ونظراً لضيق هذه المجاري نسبياً لتسهيل عملية الصب، وتحدث في الفواصل الرأسية غالباً شروخ دقيقة نتيجة الانكماش.

فروق الإجهاد الحرارية differential thermal strains

إن أسلوب الإنشاء في المنشآت مسبقة الصب يساعد على التأثر باختلاف درجة الحرارة لاختلاف الطقس الطبيعي أو نتيجة التسخين steam curing. ولذا تظهر الشروخ في البحور المحصورة عند ما يكون اتصال وجهيها بالمنشأ متيناً. كما أن الحرارة المفاجئة لها تأثير آخر حيث يولد الارتفاع المفاجئ في درجة الحرارة سلسلة من الشروخ أيضاً إذا حدث اختلاف كبير في درجة الحرارة بين وجهي بلاطة أو كمرة.

وهذا التأثير نادر الحدوث في المنشآت السكنية. ولكن قد يحدث في منشآت معينة، مثل حوائط الخزانات وفي حالات خاصة عندما يكون السائل المخزون داخل الخزان ساخناً أو بارداً جداً. كما تحدث إجهاد بالمنشأ نتيجة اختلاف درجة الحرارة بين أجزئه المختلفة، فإن أطراف الواجهة مثلاً تتعرض لأشعة الشمس المباشرة فتتمدد، بينما تظل درجة حرارة باقي المنشأ منخفضة، فينتج عن ذلك ظهور شروخ قطرية من الزوايا في أرضيات المنشآت الطويلة جداً أو المتينة جداً.

• شروخ نتيجة التآكل هناك نوعان رئيسان من العيوب يساعدان على تزايد تأثير عوامل التعرية على المنشأ الخرساني، وهما:

تآكل حديد التسليح

ينمو الصدأ ويتزايد حول حديد التسليح منتجاً شروخاً بامتداد طولها. وقد يؤدي ذلك إلى سقوط الخرسانة كاشفة حديد التسليح وتساعد كلوريدات الكالسيوم الموجدة في الخرسانة على ظهور هذا العيب كما تساعد على ذلك الرطوبة المشبعة بالأملاح في المناطق الساحلية تحمل كلوريد الكالسيوم، وبالتالي فإن خطورة تآكل الحديد تصبح كبيرة في هذه الحالة. إن شروخ تآكل الحديد خطيرة على عمر المنشأ وتحمله حيث تقلل مساحة الحديد في القطاع الخرساني، وهذه الظاهرة خطيرة بصفة خاصة في الخرسانة مسبقة الإجهاد.

نحر الخرسانة

هناك تفاعلات كيميائية تؤدي إلى تهتك الخرسانة والحالة الأكثر شيوعاً هي نتيجة اتحاد الكبريت مع ألومينات الاسمنت في وجود الماء. والملح الناتج ذو حجم أكبر من العناصر المكونة له، والتمدد الناتج يؤدي إلى تفجر الشروخ وسقوط أجزاء الخرسانة المتهتكة. وقد يظهر خلل كيميائي نتيجة اختيار حبيبات (حصى) غير ملائمة، فإن النتوءات والحفر التي تظهر على السطح الخرساني تعني أن الحبيبات المعزولة قد تفتتت.

الانهيار الفجائي

الانهيار الفجائي للمباني يمثل السكتة القلبية في أمراض الإنسان، والفجأة أوعنصر المفاجأة يأتي هنا في وقوع الحدث دون مقدمات ولكنه لا يكون أبدا بلا أسباب.

ويمكن تلخيص أسباب الانهيار الفجائي في النقاط التالية:

1- ضعف الأساسات أو التربة أو سوء تكوين التربة أو وجود تكوين غير متوقع بالتربة أو انهيار التربة تحت الأساس.

2- ضعف الأعمدة أو الأكتاف عن تحمل الجهود الناتجة عن الأحمال الواقعة عليها

3- الرشح الغزير –المياه الجوفية والتغيرات الحادة في مناسيبها الموسمية الأمطار الغزيرة –الزلازل – القنابل –المتفجرات –المرور الثقيل الكثيف –الاهتزازات الشديدة – الأعاصير والعواصف – السيول – الفيضانات –الحريق.

4- وصول مواد البناء إلى مرحلة الاستسلام على حافة الانهيار والتفتت

5- الصدأ للحديد والمعادن.

6- الحرارة الشديدة والبرد القارص (التمدد والانكماش).

تشوهات حسب مادة البناء

•الحجر تتأثر احجار البناء بعدة عوامل أهمها العوامل الجوية المختلفة من الشمس والمياه والرطوبة والرياح وخاصة الرياح والعواصف الرملية والخماسين

وتنقسم امراض المباني الحجرية إلى:

1- تعرض الحجارة للتآكل السطحي.

2- تلون الحجارة بسبب التعرض المباشر لاشعة الشمس.

3- بسبب المياه الجوفية دون عزل افقي ضد الرطوبة.

4- بسبب الأمطار والرش والري دون عزل رأسي.

• يرجع تآكل الاحجار إلى العوامل الجوية وظواهر التعرية:

الرياح.

• الأمطار وخاصة الغزيرة أو المحملة بالاحماض والقلويات بسبب الغازات الذائبة فيها مثل ثاني اكسيد الكربون وثاني اكسيد الكربون.
• الرياح وخاصة السريع منها أو المحمل بالرمال أو الاتربة أو به دوامات هوائية أو تصحبه الأمطار والبرق والصواعق.
• اشعة الشمس والحرارة وخاصة إذا زادت فروق درجات الحرارة ليلا ونهارا أو صيفا وشتاء.
• الرطوبة، مخلفات المصانع والمدن.
• التلوث الزائد في الجو من عوادم السيارات ومداخن المصانع.
• امراض الدهان الداخلي

- وقوع دهان السقف من جراء الرطوبة ورشح الحمامات أو مياه المطر بالطابق العلوي. -التطبيل: ويستدل عليه بحدوث صوت اجوف عند الطرق على الدهان وينشأ في حالة عدم تماسك أو في حالة انفصال طبقات الدهان عن بعضها اوعن السطح الأصلي ويعزى ذلك إلى العديد من العوامل نذكر منها:

تكون أملاح بين طبقات الدهان لاحتواء بعض مكونات فوق الطبقات المختلفة الأملاح قابلة للذوبان في الماء.

• بقع الصدأ
• -تمليح الدهان: يظهر فيه بودرة بيضاء لعدم رش حوائط الطوب قبل الدهان ويحدث نتيجة نسب زائدة من كبريتات الصوديوم أو المغنيسيوم وجميعها قابلة للذوبان وينتقل من مختلف الطبقات إلى السطح الظاهري نتيجة لعوامل الرطوبة.(حواس، امراض المباني)
• امراض الدهان الخارجي:
• 1- سوء خلطة المونة وزيادة البودره والجير وقلة الاسمنت.
• 2- الرشح من الداخل
• 3- نشع المياه الجوفية
• 4- هروب اللون بسبب اشعة الشمس الساخنة
• أمراض الدهانات
• التشطيبات

العيب:انتفاخ في طبقة الدهانات الزيت.

التغلب على ذلك: يحدث ذلك غالبا في المباني الجديدة وفي هذه الحالة يجب إعطاء مدة كافية للمبنى الجديد قبل دهنه بالزيت حتى تجف كمية الرطوبة الموجودة بالحوائط الجير يمتص الأملاح الموجودة.

• التسييل • البخبخة • التبقيع • التزهير: وجود بعض فقاقيع جير مهزوز أو غير مطفى جيدا فتنفجر محدثة بثور. • التفتيت: بودرة • بسبب الرطوبة العالية فيتحول إلى بودرة بيضاء فوق الوزرات من 1متر إلى 1.5 متر. • هروب اللون: تعرض البوية للشمس والضوء (يبدو فرق اللون عند رفع صورة أو مرايا على الحائط) • التقشير • الرشح: بسبب الرطوبة • الزجاج ترجع أسباب تبقيع وتقتيم وكسر الزجاج:

1- الاتربة (الغبار)

2- الرطوبة

3- المطر

4- الثلج والانكماش الشديد

5- الحرارة والتمدد الشديد

6- الضغط الجوي (من أسباب كسر الزجاج) مثل القنابل والطائرات النفاثة.

الكشف عن عيوب المباني

الكشف عن عيوب المباني سواء أكانت جديدة أو قديمة يماثل الكشف الطبي تماما على جسم الإنسان ويستلزم ممارسة طويلة لمهنة التصميم والتنفيذ المعماري والإنشائي والفني ولا يغني التصميم والتنفيذ احدهما عن الأخر إلا كما تغني الدراسة النظرية للطب عن الممارسة العملية أو العكس واستوجب ذلك تحديد مسؤوليات المشاركين في عملية البناء من مهندسين معماريين وإنشائيين ومقاولين وعمال وملاك. (زكي، أمراض المباني)

نظام خبرة لتشخيص الشروخ في المباني الخرسانية

مؤتمر الهندسي السعودي السادس – جامعة الملك فهد للبترول والمعادن يقوم النظام بتشخيص الشروخ الخرسانية التي تظهر علي الأعضاء الخرسانية في المبني والتي تشمل الأساسات والأعمدة والكمرات وبلاطات الأسقف. تشمل الشروخ التي يشخصها نظام الخبرة في الأساسات ستة أنواع من الشروخ الراسية والعشوائية، وفي الأعمدة ستة أنواع من الشروخ الرأسية والأفقية والعشوائية، وفي الكمرات ثمانية أنواع من الشروخ الراسية والأفقية والمائلة (القطرية)، وفي بلاطات الأسقف سبعه أنواع من الشروخ الطولية والعشوائية. يقوم بتشخيص عيوب المباني وطرق إصلاحها. وتنحصر تطبيقات النظام على الأنواع التالية من العيوب:

التشققات الخرسانية، تفكك أجزاء الخرسانة وسقوطها، تشققات أعمال الطوب، الرطوبة وتسرب الماء.

تعتمد طريقة عمل برنامج ESDCCB أساسًا على وجود تفاعل مشترك بين المستخدم والنظام والذي يقوم بنفس الدور الذي يقوم به الخبير في عملية تشخيص أسباب الشروخ. يبدأ النظام بإعطاء المستخدم مجموعة من الخيارات وهي عن نوع العضو الخرساني الذي تظهر علية الشروخ وعن التصنيف الرئيسي للشرخ (شروخ رأسية، أفقية، مائلة 00 الخ). وعن نوع الشرخ وأعراضه، ثم يقوم النظام باقتراح أسباب محتملة للشرخ بناء على اختيارات المستخدم. بعد ذلك يبدأ النظام في عملية التشخيص للشرخ بتوجيه أسئلة للمستخدم وفقا للإجابات التي يتلقاها منه إلى أن يتم تشخيص السبب ومن ثم بناء علية يقترح الإصلاح المناسب.

•Thermal Scanning

• تقنيةَ استعمال الأشعة تحت الحمراءِ لاكتشاف الاختلافات الصغيرةِ جداً في درجةِ الحرارة. كُل مادة لَها توقيع حراري مميز وفريد. عندما يتعرض التركيب إلى رطوبة، حرارة، أَو برودة فان التوقيع الحراري يتغيرُ.

• بمساعدة آلةِ التصوير المدهشةِ هذه التي تمكننا من رؤية العديد مِنْ الأشياءِ التي ببساطة لَيستْ قابلة للكشفَ بواسطة العين المجرّدةِ.

• المناطق الباردة وراء الجدران، طوابق، أَو سقوف يُمْكِنُ أَنْ تُشيرَ إلى تكونِ الرطوبةِ، أَو قلة العزلِ وآلةِ التصوير تحت الحمراءِ تساعدنا في تشخيصُ هذه المشاكلِ بسهولة.

• تيار دافئ ماسح يَكتشفَ زيَادَة تسخين الدوائرِ أيضاً بسهولة. في بَعْض الحالاتِ، تسرّبات سقفِ مستويةِ، أَو تسرب تحت، أَو وراء سباكة الأثاث.

أثر أمراض المباني على الإنسان

مما يؤكد على أهمية دراسة تشوهات المباني ومعرفة أسبابها ما تسببه هذه الأمراض من أثر على الإنسان وهو ما يعرف حاليا بمتلازمة مرض المباني.(محمود،2003). تلوث الهواء الداخلي أي داخل المباني (المكاتب والمدارس) لا يقل خطورة عن تلوث الهواء الخارجي ويعتبر الأخطر لتأثيره المباشر في السكان والمتواجدين داخل المباني التي يوجد فيها هواء يحتوي على ملوثات بتركيز تفوق المسموح به.

على المستوى العالمي لم تسلط الأضواء على التلوث داخل المباني إلا في نهاية السبعينات من القرن الماضي عندما بدأت الشكوى تتزايد في بعض الدول المتقدمة من أعراض مرضية مختلفة تحدث داخل المباني المكيفة والمحكمة الإغلاق خصوصاً أن الإنسان يقضي أكثر من 80% من يومه في بيئات مغلقة. يتسبب ذلك في حدوث أمراض عديدة بالذات بين الأطفال والنساء ويطلق على الأعراض المرضية الناتجة أو ذات العلاقة بتلوث الهواء الداخلي أعراض متلازمة مرض المباني.

• مسببات التلوث إن الدراسات بينت ارتفاع تركيزات ملوثات مختلفة داخل المباني منها السجائر والغبار والمواد الكيميائية المنبعثة من السجاد الصناعي والدهانات إلى جانب الملوثات الأخرى منها مشتقات غاز الرادون المنبعثة من بعض مواد البناء (الحجارة والاسمنت والتربة والماء).

أن منظمة الصحة العالمية أشارت إلى أن كثيراً من المواد الميكروبيولوجية الملوثة للهواء توجد في الهواء الداخلي وتشمل فطريات العفن والفيروسات والبكتيريا وحبوب اللقاح والجراثيم ومشتقاتها. الفورمالدهيد وهو ينتج عن الأخشاب المصنعة والمطلية بالغراء والرغوات العازلة والرادون الذي ينتج عن الحجارة والاسمنت والتربة والماء والغبار الدقيق والمواد البكتيريولوجية ويرجع ذلك إلى سوء التهوية وتركيز الملوثات في حيز صغير

الدراسات التي أجريت في دول الخليج الهيئة الاتحادية للبيئة في الإمارات أجرت دراسة شاملة عن نوعية الهواء الداخلي على مستوى الدولة بالتعاون مع السلطات البيئية المختصة للتعرف إلى أنواع وكميات ومصادر تلوث الهواء الداخلي للمباني السكنية وأماكن العمل لتقييم مدى جودة نوعية الهواء الداخلي في الدولة ومقارنته مع الدول الأخرى ووضع البرامج الكفيلة بتحسين جودتها إذا تطلب الأمر.

أخذت أكثر من 66 عينة من مكاتب بعض الوزارات والمدارس في دبي من خلال أجهزة محمولة تقيس غازات أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد النيتروجين والمركبات العضوية المتطايرة ونسبة الرطوبة ودرجة الحرارة الداخلية. وتم مقارنة نتائج القرارات بعد تحليلها بالموقع الذي أخذت منه العينات وبعد أو قرب الموقع من الشوارع الرئيسية والفرعية ووجود أي أنشطة تنموية في تلك المنطقة وحالة المبنى ونوع استخدامه ومساحة مكان العمل ونوع الأثاث المستخدم فيه ونوع التكييف وكذلك الوقود المستخدم في المطبخ إذ يعتبر ذلك أمراً مهماً في ارتفاع وانخفاض تركيز الملوثات ودرجات الحرارة الداخلية ونسبة الرطوبة